リーバイス デアイサー
Levis De-Icerは、カナダのケベック州にある複数の交流送電線の除氷を目的とした高電圧直流（HVDC）システムです。送電に使用されない唯一のHVDCシステムです。
1998年の冬、ケベック州の送電線は氷結により倒壊し、その厚さは最大75mmにも達しました。このような被害を防ぐため、除氷システムが開発されました。[ 1 ]
Levis De-Icerは最大250MWの電力を供給でき、動作電圧は±17.4kVです。複数の735kV交流電力線で使用できます。
氷結していないときは、ケベック市南部のハイドロ・ケベック社のレヴィ変電所に設置されたレヴィ除氷装置が静的 VAR 補償装置として動作し、交流回線の安定性を向上させます。 北緯46度42分17秒 西経71度11分39秒 / 北緯46.70472度、西経71.19417度 / 46.70472; -71.19417
除氷剤とは何か、そしてそれは何をするのか
1998年の北米の氷雨により、ハイドロ・ケベック社の送電塔の多くが、導体に過度の氷が積もったために倒壊した。同様のことが再び起こらないように、ハイドロ・ケベック・トランスエナジー社は送電線用の除氷システムを構築した。除氷システムは、選択した送電線に高直流電流 (DC) を流して導体の氷を溶かす。しかし、このモードでの動作は非常にまれであるため、設備が除氷に使用されていないときは、HVDCバルブをサイリスタ制御リアクトルとして使用することにより、静止型無効電力補償装置 (SVC) として使用される。 [ 2 ] SVCモードでのバルブの電力損失を最小限に抑える革新的な設計が採用されている。交流が使用されなかった理由は、ACでは多くの無効電力サポートが必要になるためである。必要な電流を送電線に流すには、かなり高い電圧が必要になる。ケベック州の高圧送電システムは2つの送電回廊で運用されています。1つはモントリオールとケベック州の主要な需要地から北西部を走り、もう1つはセントローレンス川沿いに北東に走っています。後者の回廊は主に、送電線に氷を堆積させる氷雨が発生しやすい地域にあります。
仕組み
選択された送電線は、それぞれの回路から分離された後、除氷モードに設定されます。除氷回路は、送電線を除氷コンバータに接続する DCU によって制御される一連の切断スイッチによって作成されます。DC 電力は、目的の電流レベルに達するまでゆっくりと増加します。線路が除氷されると、除氷切断スイッチが開き、DCU は線路を AC ネットワークに戻します。[ 3 ]除氷対象の線路は、DCU の開発および起動の全期間中、通常動作を維持する必要があります。SVC/除氷装置の最終的な設置には、設置前に除氷線装置の事前運用テストが必要です。このシステムはほとんど使用されず、オペレータが大きなストレスを受け、マンマシン インターフェイス (MMI) をガイド モードにする必要があるため、重要な状況でのみ使用されます。除氷機能を備えた 5 本の送電線には、除氷プロセス中に 1 本の線路あたり 40 ～ 90 のアクションを実行する 13 の線路トポロジがあります。5 本のうち 4 本には 3 つの除氷回路トポロジがあり、最後の 1 本には 1 つの除氷回路トポロジしかありません。通信障害の可能性は常にあるため、DCU は、プロセスを続行するためにオペレータに機器の状態を手動で確認する可能性を提供する必要があります。線路機器と SVC には、制御ロジックと MMI 検証、運用前テスト、およびオペレータ トレーニングに使用される柔軟な刺激シーケンスが必要です。735 kV 線路の場合、除氷は 3 段階で行われますが、315 kV の 2 回路線路では 1 段階で済みます。DCU は、ネットワーク セキュリティを確保し、除氷シーケンスの信頼性を確保するために、各線路の除氷に必要なすべてのアクションを監視および調整します。
除氷流
導体に流れる電流は、導体の耐熱限界を超えずに導体上の氷を溶かすのに十分な大きさである必要があります。 各相に1354MCMの導体を4本束ねた735kV送電線では、相あたり7200Aの除氷電流が必要です。[ 4 ]気温-10℃、風速10km/hの場合、1相あたり30分間の電流注入で、放射状に堆積した12mmの氷を溶かすことができます。[ 4 ]
リーバイスの除氷コンセプトの説明
レヴィの直流変換器は、735 kV単回線4本と315 kV二回線1本の計5本の送電線路の除氷に使用されます。[ 4 ]導体の長さとサイズが異なるため、直流設備は様々な電圧と電流で動作できる必要があります。除氷を行うには、送電線路を両端で交流回路から分離する必要があります。線路導体は、各相間に閉ループを形成するために使用されます。
モード
除氷モードでは
Chris Horwill (AREVA T&D) によると、除氷装置モードには主に 4 つの設計定格があります。[ 1 ] 1 つ目は標準除氷装置モードです。これは、10 °C で ±17.4 kV から 250 MW、7200 A で動作します。2 つ目は検証モードです。これは、30 °C で ±17.4 kV から 200 MW、5760 A で動作します。3 つ目は 1 時間過負荷です。これは、10 °C で ±20.8 kV から 300 MW、7200 A で動作します。最後は低周囲温度過負荷です。これは、-5 °C で ±17.4 kV から 275 MW、7920 A で動作します。すべてのセクションがさまざまな特性を持っているため、電流と電圧の動作範囲は広くなります。
回路図
「除氷」モードでは、設備は抵抗負荷に供給する制御された高電流の直流（DC）電源を供給します。除氷モードにおける通常の電流定格は7200ADCで、周囲温度+10℃で定義されます。この電流定格は、現在のHVDC技術に基づく単一のコンバータブリッジには大きすぎます。しかし、2つのコンバータブリッジを並列に接続することで、HVDCコンバータで使用される125mmサイリスタで、ブリッジあたりの必要な直流電流を満たすことができます。2つのサイリスタコンバータを並列に接続した場合、複数の回路トポロジが考えられます。検討された主な選択肢は、12パルス回路、2重12パルス回路、2重6パルス回路の3つでした。[ 4 ]
12パルス回路
この回路では、2つのブリッジは降圧トランスの別々の巻線から給電されます。高調波の打ち消し合いを改善するため、ブリッジ間には30°の位相差が設けられています。2つのブリッジは並列に接続されているため、それぞれの起電力の差を相殺するために専用の「相間トランス」が必要です。また、このシステムには複雑な多巻線降圧トランスが必要です。
ダブル12パルス回路
この回路では、直列接続された12パルスブリッジ2つが並列に接続されています。ブリッジによって発生する起電力は同じであるため、「相間変圧器」は不要です。12パルス回路と同様に、降圧変圧器もサイリスタバルブとそれらを接続するバスバーと同様に複雑です。
ダブルシックスパルスサーキット
これは、2つの6パルスサイリスタブリッジをシンプルに接続したものです。除氷機能は、2巻線降圧トランスのみで実現できます。他の2つの回路とは異なり、この回路は2つのサイリスタブリッジを並列に直接制御できるため、シンプルなコントローラで動作します。その結果、より広範囲の高調波電流と電圧を生成できます。
SVCモードでは
クリス・ホーウィル氏によると、SVCモードには4つの主要な設計定格があります。[ 1 ] 1つ目はダイナミックレンジです。これは225 MVAr、または公称電圧で-115 MVArです。次はターゲット電圧です。これは315 kV±5%です。3つ目はスロープです。そして最後はMVArで3%です。
参照
参考文献
- ^ a b c「レヴィ変電所におけるハイドロ・ケベック社の除氷装置プロジェクト」（PDF） 。 2012年2月19日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2010年4月26日閲覧。
- ^ Horwill, C; Davidson, CC; Granger, M; Dery, A (2007). 「thaw point」. Power Engineer . 21 (6): 26. doi : 10.1049/pe:20070606 (2025年7月12日現在非アクティブ).
{{cite journal}}: CS1 maint: DOIは2025年7月時点で非アクティブです（リンク） - ^デイビス、キャスリーン。「ハイドロ・ケベック社の除氷システム制御ユニットの概要」『Electric Light & Power』、ペンウェル出版。 2014年11月17日閲覧。
- ^ a b c d Horwill, C; Davidson, CC; Granger, M; Dery, A (2006). 「送電線の除氷へのHVDCの応用」. 2005/2006 IEEE/PES 送電・配電会議・展示会. AREVA T&D Power Electron. 活動, スタッフォード. pp. 529– 534. doi : 10.1109/TDC.2006.1668552 . ISBN 978-0-7803-9194-9. S2CID 25966290 .
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